水污染控制工程课程设计

第一章总论第一节设计目的、任务1复习和消化课程设计讲授内容2理论联系实际，培养分析问题和解决问题的能力3训练设计与制图的基本技能进行某城市污水处理设施的初步设计，其任务包括1根据所给的原始材料，计算进厂的设计流量和水质污染浓度2根据水质的情况，地形和上述计算结果，确定污水处理方法和污水，污泥处理的流量以及有关的处理构筑物3对各构筑物进行工艺计算，确定其形式，数目与尺寸4进行个处理构筑物的总体布置。第二节水量水质21水量1生活污水设计流量平均时Q平Q1Q2Q360000170700001208000085/24/360029398L/S总变化系数KZ27/Q平0108146最高时QMAXKZQ平42975L/S居民区生活污水最大设计流量2工业废水设计流量平均时Q80001037000103/24/360017361L/S最高时QMAXKZQ12Q20833L/S3总设计流量平均时Q平293981736146759L/S0468M3/S最大时QMAX429752083363808L/S0638M3/S22水质CBOD2521000080004007000500/46759/24/36000296G/L296MG/L生活污水BOD可按每人每天2550G计算210000600007000080000CSS4021000080004007000500/46759/24/36000374G/L374MG/L生活污水SS可按每人每天4065G计算BOD去除率（29620）100/2969324该厂污水排入水体前需要达到BOD20MG/L,SS20MG/L表一水量情况生活废水工业废水总量平均L/S293981736146759最高L/S429752083363808表二水质情况进水水质生活废水工业废水出水水质BODMG/L206744720SSMG/L33144720第二章污水处理工艺选择和说明第一节处理程度的确定确保污水经处理后的排放水质达到国家排放标准。处理水质的要求如22所示。第二节处理工艺选择该化学工业区污水处理设施主要用于处理石油化工废水和区内生活污水。污水处理设施主要工艺流程为第三章污水处理工艺设计及计算第1节格栅进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。11设计说明格栅（GRATING）是一种截留废水中粗大污物的预处理设施，是一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道,或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中较大的悬浮物及杂质，以保证后续处理构筑物或设备的正常工作。栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0610M/S，槽内流速05M/S左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25MM。12设计流量生活污水设计流量平均时Q平Q1Q2Q360000170700001208000085/24/360029398L/S25400M3/D总变化系数KZ27/Q平0108146最高时QMAXKZQ平42975L/S043M3/S15471M3/H13设计参数栅条净间隙为B250MM，栅前流速V07M/S，过栅流速06M/S，栅前部分长度05M，格栅倾角60，单位栅渣量W1005M3栅渣/103M3污水。14设计计算141确定栅前水深根据最优水力断面公式计算得2VBQ1MAXDVD70432BMAX1MBH5021所以栅前槽宽约为111M。栅前水深为055M。142格栅计算说明QMAX最大设计流量，M3/S；格栅倾角，度（）；H栅前水深，M；V污水的过栅流速，M/S。栅条间隙数（N）为条）546025SIN43SINMAXDHVQ栅槽有效宽度（B）设计采用10圆钢为栅条，即S001M。BSN1BN001541002554188M通过格栅的水头损失H2H2KH0，H0V2SIN/2G，式中H0计算水头损失；G重力加速度；K格栅受污堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关对于本设计取圆形断面，34971DSM2506SIN8192053H342。所以，栅后槽总高度H（一般取H1为栅前渠超高，一般取03M）HHH1H20550300250875M栅槽总长度LLL1L21005H1/TAN，MHLMHHB85360TAN50136TAN50183206TAN8T1211式中L1进水渠渐宽部位的长度，M；L2栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，M；B1进水渠宽度，栅前槽宽，M；1进水渐宽部分的展开角，一般取20。143栅渣量计算栅条间距B250MM的中格栅，对于生活污水，每单位体积污水拦截污物为W1005M3栅渣/103M3污水，每日栅渣量为DMKWQZ1MAX271046853086拦截污物量远大于03M3/D，宜采用机械清渣。图2格栅简图第二节沉砂池沉砂池的作用是去除密度较大的无机颗粒，一般设置在初沉池前。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池等。本设计采用平流式沉砂池。21设计参数最大设计流速为03M/S，最小设计流速为015M/S。最大流量试停留时间不小于30S，一般采用3060S，取40S。有效水深应不大于12M，一般采用0210M，每个宽度不宜小于06M。池底坡度一般为001002，当设置除砂设备时，可根据设备考虑池底形状。储砂时间2D。沉砂斗底的长和宽均为06M，上长口、宽分别为21M、12M。上口宽为斗壁与水平面的倾角为60。22设计计算221沉砂池长度LVT0254096M222水流断面面积2MAX715043AVQ223池总宽度设有效水深H210MMAB7102224沉砂斗所需容积X30M3/106M3污水36604125401KVMXTQZZD设2个沉沙斗，每个沉砂斗容积3520225沉砂斗尺寸污泥斗高MH5206TAN13226沉砂斗容积33222121305206416016053MFFHV227沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为006，坡向砂斗，沉砂室高度为MLLH6820210652063228沉砂池总高超高H103MHH1H2H303106821982M229最小流速校核SMHBQAVDD1507012736582MINI第三节初沉池生活污水中既含有分散颗粒又含有絮凝性颗粒，初沉池主要用于生物处理法的预处理，对于污水，可以去除约30的BOD和50的悬浮物。31设计参数沉淀时间一般为13H，取15H。最大设计流量时水平流速取为6M/S有效水深一般为3035M池的长宽比应不小于41池长与有效水深之比不小于81池底坡度一般采用001002初沉池表面负荷Q为20M3/M2H。32设计计算321初沉池总表面积A2MAX7362154QMQ322沉淀部分的有效水深H2H2QT21530M323沉淀部分有效容积VVQMAXT1547115232065M3324池长LLVT615324M36L/H2324/31088（符合要求）325池总宽BBA/L7736/324239M326池子个数N设N3，则BB/3239/379M取8ML/B324/840540，符合要求。327污泥容积采用机械排泥，储泥时间取4H。非机械排泥，储泥时间最大取2D。本设计的储泥时间取1D，污泥含水率为95。污水SS331MG/L，则DMV3841095230328污泥斗容积污泥斗底长与宽均为05M，上口长与宽均为58M，污泥斗壁与水平的夹角为60。污泥斗的高度32221214156480580463360TAN58MFFHV329污泥斗以上梯形部分的容积池底坡度取001，梯形部分的高度34212429856025839103MBHLVH3210污泥斗及梯形部分的容积32146956M3211初沉池总高度缓冲层高度，超高30H10HMHH7684290530432421图3平流式初沉池简图第四节推流式曝气池活性污泥法是现今比较成熟的污水处理工艺,并且效果比较好,但是对于污水的水质，DO，PH，温度等要求比较严格。通过比较，该厂采用推流式活性污泥法，曝气设备采用鼓风曝气，该法对于池中不同阶段的需氧量能够灵活控制，活性污泥法要求水中的DO24MG/L，BODNP10051，在这范围内处理能力较好。41设计参数50CODB该厂污水进水Q40400M3/D回流比29/MLSXGL05R池体超高有效水深1H24HM微生物每代谢1KGBOD5所需要的氧量075（以KG计）A每KG活性污泥每天自身氧化所需要的氧量016（以KG计）B污泥增长系数A06KGVSS/KGBOD5污泥自身氧化率B005KGVSS/KGVSSDMLVSS/MLSS08污泥负荷018KGBOD5/KGMLSSD42采用推流式图4曝气池简图43计算431BOD去除率LMGSSSE695147026629512000BOD432污泥容积指数1509137205121SVI66符合GLXR433曝气池总体积3304580647920184MNQS设计取434单池计算N4单池有效体积3145084V单池有效面积221MHS单廊道B8MB/8/45178（12之间），满足要求。2HM3854L廊道总长每座曝气池采用3廊道，则每个廊道长。ML10638符合要求,51806B25483106S每座曝气池的实际面积单座曝气池平面尺寸MBL2总高1254HHH1863501QRVT72T实际水力停留时间理论435总需氧量日平均需氧量2O20SEAQBVXVHKGDKG221433480924581605975最大需氧量O2MAX2MAX0ZSEQBVXVHKGDKG221763435809245816059461采用可变微孔曝气器，氧转移率取20，铺设在池底05M处，淹没水深4M。AE最大日供氧量与日平均供氧量之比213405R0MAX（1）扩散器出口处绝对压力5353503981019840BPHPA（2）空气离开水面时氧的百分比12017579791ATEQ（3）曝气池混合液平均氧饱和浓度085,10,3T水温29/SCMGL376/SCMGL5530140748/2104262OBTSSBPQMGL换算成20条件下的日平均充氧量20020314STSBRCHKG61785982034平均时供气量HMERAS306281023713G（5）最大时供气量SS3MAX45436曝气器的选用单个曝气器的通气量为，则曝气器数量为3/MH个14680523MAXSGN每个曝气池设置曝气器的数量个367141N曝气器的布置每个廊道应布置个设计取个40237范围内在个积校核每个曝气池服务面60395310S2M437污泥产量SOEWAQBXVVDKG85209245802590460438泥龄DBVXVABNSES5120809245760439剩余污泥排放量DMR311250148W第五节沉淀池51采用中心进水辅流式沉淀池图5辐流式沉淀池简图52设计参数沉淀池个数N4；水里表面负荷Q1M3/M2H；出水堰负荷17L/SM14688M3/MD；沉淀时间T2H；H3为缓冲层高度，取05M；H5为刮泥板高度，取05M。泥斗下半径R21M，上半径R12M；剩余污泥含水率P1992。521设计计算5211池表面积2MAX5103681QAMQR5212单池面积263425N单池5213池直径228413MAD取单池5214沉淀部分有效水深H2混合液在分离区泥水分离,该区存在絮凝和沉淀两个过程,分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响,取有效水深H23M。5215沉淀池部分有效容积32221846341DVM5216沉淀池的坡底落差取池底坡度I005RIH6028052145217沉淀池周边（有效）水深满足要求,6742843H053DMH5218污泥斗容积污泥斗高度06121673HRTGTG2223134713VM池底可储存污泥的体积为32221242441360RRH共可储存污泥体积为32195247MV5219沉淀池总高度，取66M637106401HHH53进水系统计算531设计流量单池设计流量SMH33MIN170842163Q进水管设计流量0117（1R）0175M3/S管径D1500MMSM980475V21532进水竖井进水竖井采用12M出水口尺寸03012M2，共6个沿井壁均匀分布出水口流速SMS150813075V2图6进水竖井示意图533紊流筒计算筒中流速302/,03/VMSS取紊流筒过滤面积238517VQF进紊流筒直径MFD314354出水部分设计541环形集水槽设计SMQ3170集542环形集水槽设计采用单侧集水环形集水槽计算槽宽MKQB4017490904集（其中K为安全系数采用1215）设槽中流速V05M/S设计槽中水深为，固定集水槽总高度为0404（超高）VBQH530417集08M，采用三角堰。90543出水溢流堰的设计（采用出水三角堰）905431堰上水头即三角口底部至上游水面的高度14HM5432每个三角堰的流量1Q247311030QHS5433三角堰个数N个设计时取个单248247031QQN5434三角堰中心距MBDNL3402481324815435校核出水堰负荷符合要求。SLSQQ71312834070单图7溢流堰简图第六节污泥浓缩池由于初沉池污泥含水率大约为95，可以不经过浓缩直接进行消化处理。因此